- 从海水中提取重水——电解法
- 共657题
下列叙述不正确的是（ ）
正确答案
A．地球上99%的溴元素以Br-的形式存在于海洋中，不是以溴单质形式存在于海洋中，故A错误；
B．把海水中低于浓度1mg/L的元素称为海水中的微量元素，即在每升海水中含量低于1mg的元素称为海水中的微量元素，故B正确；
C．海水也是锂元素的一个重要来源，故C正确；
D．世界上生产的镁大部分也来自海水，故D正确；
故选：A；
“天蓝蓝海蓝蓝，海边小城威海卫”．威海海水资源丰富，回答下列问题：
（1）海水中主要含有______等离子（写离子符号，至少答出4种）．
（2）海水脱硫是一种有效除去火力发电产生的SO2的方法．其工艺流程如图甲所示，天然海水吸收了含硫烟气后，要用O2进行氧化处理，其反应的化学方程式是：______；氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是______．
（3）图乙是海水综合利用的一个方面．
请回答下列问题：
Ⅰ．①步主要反应的离子方程式：______．溴及其化合物的用途有很多，写出其中的一种______．
Ⅱ．第③步需要加入______，其前面分离出氢氧化镁的操作称为______，将镁条在二氧化碳中燃烧的产物为______．
Ⅲ．粗盐水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，通过如下几个实验步骤，可制得纯净的食盐水：①加入稍过量的Na2CO3溶液；
②加入稍过量的NaOH溶液；
③加入稍过量的BaCl2溶液；
④滴入稀盐酸至无气泡产生；
⑤过滤
正确的操作顺序是______．
正确答案
（1）海水中主要含有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸镁等，所以海水中主要含有Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-；
故答案为：Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-；
（2）天然海水吸收了含硫烟气后，要用O2进行氧化处理，氧气将H2SO3氧化为硫酸，该反应为：2H2SO3+O2═2H2SO4；氧化后的“海水”呈酸性，天然海水呈碱性，两者混合后才能排放，是为了中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸；
故答案为：2H2SO3+O2═2H2SO4；中和、稀释经氧气氧化后海水中生成的酸；
（3）Ⅰ．第①步主要反应是氯气氧化溴离子生成单质溴和氯离子，离子方程式为：2Br-+Cl2═2Cl-+Br2；溴化银可作感光材料；
故答案为：2Br-+Cl2═2Cl-+Br2；溴化银可作感光材料；
II．第③步是氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，需要加入盐酸；氢氧化镁不溶于水，可用过滤分离；镁能在二氧化碳中燃烧，方程式为：2Mg+CO2
故答案为：盐酸；过滤；MgO和C；
III．首先要把粗盐溶于水形成溶液，然后镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以正确顺序为：②③①⑤④或③②①⑤④或③①②⑤④；
故答案为：②③①⑤④或③②①⑤④或③①②⑤④；
空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一．其工艺流程如下：
（1）溴在元素周期表中位于______周期，______族．
（2）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，其原因是______．
（3）步骤④的离子方程式：______．
（4）步骤⑥的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在80-900C．温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：______．
（5）步骤⑧中溴气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离．分离仪器的名称是______，分离时液溴从分离器的______（填“上口”或“下口”）排出．
（6）不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氧化”的原因是______．
正确答案
（1）因溴在氯的下一周期，与氯在同一主族，所以溴在周期表中位于第4周期VIIA族，故答案为：第四，VIIA；
（2）氯气、溴单质与水之间能发生反应，用硫酸酸化，使氯气、溴单质和水的化学平衡左移，可提高Cl2的利用率，也能减少溴单质与水的反应，故答案为：酸化可抑制Cl2、Br2与水反应；
（3）因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，故答案为：Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-；
（4）在溴水中，溴的沸点是58.5°C，水的是100°C，温度过高，大量水蒸气随之排出，溴气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低，
故答案为：温度过高，大量水蒸气随之排出，溴气中水分增加；温度过低，溴不能完全蒸出，产率低；
（5）因液溴与溴水不相溶，用分液漏斗分离，液溴在下层，从下口放出；故答案为：分液漏斗；下口；
（6）海水中溴离子的含量较少，在海水提取溴之前，必须进行海水浓缩，：“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏含Br2海水相比效率更高，消耗能源少，成本降低；
故答案为：氧化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高，“空气吹出、SO2吸收、氧化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程；
海水中含有丰富的化学元素，下面是某化工厂从海水中提取NaCl、Mg(以MgCl2形式存在)和Br2(以NaBr的形式存在)及综合利用的生产流程简图
请回答：
(1)在粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质，精制时所用的试剂为：
a.盐酸 b．氯化钡溶液 c．氢氧化钠溶液 d．碳酸钠溶液，则加入试剂的顺序是_______(填编号)．
(2)Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为______．
a．蒸馏 b．灼烧 ．过滤 d．蒸发 e．冷却结晶
(3)利用MgCl2·6H2O可制得无水氯化镁，应采取的措施是__________________．
(4)目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水，下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是____．
a．精制饱和食盐水进入阳极室
b．纯水(加少量NaOH)进入阴极室
c．阴极产物为氢氧化钠和氢气
d．阳极的电极反应为：Cl2＋2e－===2Cl－
(5)母液中常含有MgCl2、NaCl、MgSO4、KCl等(其溶解度与温度的关系如图所示)，可进一步加工制得一些重要的产品．若将母液加热升温到60℃以上，随着水分的蒸发，会逐渐析出晶体，此晶体的主要成分是________；过滤上述晶体后，将滤液降温到30℃以下，又逐渐析出晶体，用一定量的冷水洗涤该晶体，最后可得到比较纯净的________晶体．
正确答案
(1)bdca或cbda
(2)e、c
(3)在HCl气流中脱水，防止MgCl2水解
(4)d
(5)MgSO4；NaCl、KCl
目前世界上60%的镁是从海水提取的．海水提镁的主要流程如下：
请回答下列问题：
（1）从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是______，写出在沉淀池的离子方程式______．
（2）石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的______．
（3）操作A是______，操作B是______．
（4）加入的足量试剂a是______（填化学式）．
（5）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为______．从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于______．
（6）海水提镁的过程，为什么要将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁？______．
（7）有同学认为：可直接加热Mg（OH）2得到MgO，再电解熔融MgO制金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则．你______（填“同意”或“不同意”）该同学的想法，理由是______．
正确答案
（1）镁离子能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀：Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，写离子方程式时氢氧化镁沉淀写化学式，
故答案为：沉淀Mg2+（或使Mg2+形成Mg（OH）2沉淀）；Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓；
（2）贝壳或牡蛎壳的主要成分为碳酸钙，
故答案为：贝壳（或牡蛎壳等）
（3）分离不溶于水的固体和液体，可用过滤的方法，从沉淀池中得到氢氧化镁用过滤的方法，从氯化镁溶液中得到六水合氯化镁，防结晶水损失，通过加热浓缩或蒸发结晶的方法获得六水合氯化镁，
故答案为：过滤； 加热浓缩（或蒸发结晶）；
（4）从氢氧化镁到氯化镁，氢氧化镁和盐酸反应得到氯化镁和水，反应的化学方程式为：Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O，加入的足量试剂a是HCl，
故答案为：HCl；
（5）无水MgCl2在熔融状态下，通电后阳极氯离子失去电子生成氯气，阴极镁离子得到电子生成镁单质，所以氯化镁电解会产生Mg和Cl2，副产物氯气和氢气反应生成氯化氢，能循环使用，
故答案为：MgCl2（熔融）
（6）将海水中的氯化镁含量大，由于未富集，镁离子浓度很低，直接加热浓缩提取须消耗大量的电能，成本高，且提取的氯化镁盐中混有大量的其它氯化钠盐等离子，所以须将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁，再转变为氯化镁，
故答案为：海水中氯化镁的含量很大，但镁离子浓度很低，该过程可以使镁离子富集，浓度高，且成本低．
（7）MgO熔点为3105℃，MgCl2熔点714℃，熔融MgO时耗费大量的能量，而增加生产成本，
故答案为：不同意； MgO熔点很高，熔融时耗费大量的能量而增加生产成本；
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